燃氣-蒸汽聯合循環機組振動故障診斷與處理

丁淇德

（華北電力大學，北京 102206）

1 故障概況

某燃氣-蒸汽聯合循環發電廠#2機組，燃氣輪機型號V94.3A，采用單缸單軸、軸向排氣的結構。燃燒室為環形燃燒室。發電機是冷端驅動，與燃氣輪機剛性連接，采用有刷勵磁方式，冷卻系統為水-氫-氫。汽輪機型號為H30-25，E-30-25-1×12.5（TCF1），為三壓、再熱、雙缸凝汽式汽輪機。 全周進汽式，無調節級，與發電機通過SSS離合器聯軸，構成完整的單軸配置。機組共有8個支承軸承（見圖1）。

圖1

機組DCS歷史記錄，負荷393MW穩定運行， #5軸振測點多次出現異常波動，最大值達到138μm。從趨勢圖上看#5軸振增大時，#4軸振有一定減小的趨勢。機組負荷降至250MW后。振動值逐漸下降至正常值。

2 分析診斷

組織專業人員，使用振動信號采集分析裝置（Adre408），進行現場振動測試分析。從機組配備的VM600TSI系統的緩沖輸出接口對軸振信號進行測量。在試驗過程中，#5軸振有兩次明顯的波動。第一次機組帶滿負荷390MW運行，#5軸振爬升過程中減負荷至250MW后，#5軸振逐漸降低至正常值；第二次機組帶300MW負荷運行，#5軸振爬升至158μm，減負荷至250MW，該振動測點降低至正常值。

第二次振動波動時，#5X、#5Y軸振最大值約 179μm、219μm， 其中工頻分量僅 24μm、73μm， 而 0.5 倍頻則達到158μm、145μm，#5軸振正常時，#5X、#5Y 軸振測點也有一定的0.5倍頻分量，其在10～40μm之間波動。#5軸振振動增大時，其工頻分量比正常，時略有增大，#4軸振略有減小，且減小的主要成分為工頻成分，同時#6、#7、#8軸振也有一定的變化，且變化的主要成分為工頻分量。（見圖2）。

根據以上分析，該機組振動故障具有以下幾個特征：#5軸振異常波動多發生在300MW負荷以上，振動爬升時，將負荷降低至250MW，#5軸振會逐漸降低，恢復正常；機組正常運行時，#5軸振有明顯的0.5倍頻成分，#5軸振大時，主要成分也為0.5倍頻；#5軸振增大時，#4～#8軸振有同步的波動，波動的主要成分為工頻。

3 處理方案

當#5軸振大幅爬升時，采取減負荷的手段，控制機組運行期間#5瓦振動。

引起機組振動誘因是軸系存在輕微的碰磨，造成#5軸振工頻分量波動，#5軸振工頻分量增大到一定值時，誘發嚴重的半速渦動；對于輕微碰磨可通過控制振動逐漸磨合的方法，使其消除。

引起機組振動的主要原因是#5軸承不穩定，存在明顯的半速渦動，2013年1月利用#2機組停機機會，對其SSS離合器和#5軸承頂隙、標高、烏金等項目進行檢查，并做相應的調整，將#5瓦抬高50μm，增強了軸瓦穩定性，結果基本消除了半速渦動。#2機組啟動后#5瓦振動明顯降低，軸振穩定在50μm左右。

圖2